[發明專利]一種用于垃圾焚燒發電爐排的耐磨耐蝕抗氧化合金

有效

• 申請號: 201210319740.2
• 申請日: 2012-08-24
• 公開（公告）號: CN102965564A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 仵海東;劉筱薇;周安若;肖大志;曹鵬軍
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: C22C37/06
• 分類號: C22C37/06;C22C38/28;C22C38/36
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技術領域

本發明屬于垃圾焚燒發電爐排技術領域其涉及一種用于垃圾焚燒發電爐排的耐磨耐蝕抗氧化合金材料?

背景技術

垃圾焚燒發電焚燒爐是整個垃圾焚燒發電廠的關鍵設備之一，而爐排的結構和性能的優劣又決定了垃圾焚燒發電焚燒爐的工作效率和使用壽命。由于爐排的主要功能是承載和傳輸垃圾，并在輸送垃圾的過程中完成垃圾焚燒。在這個過程中爐排與垃圾產生激烈的摩擦磨損，并承受垃圾焚燒產生的高溫氧化和垃圾的強烈腐蝕作用。這就要求制作爐排的材料應當具有同時滿足抗高溫氧化、耐高溫磨損、耐垃圾腐蝕以及較好力學性能。目前，國內還沒有能夠同時滿足以上性能的材料，垃圾焚燒發電爐排的用材主要是進口材料。使用進口材料不但成本高，而且性能上也不能完全滿足性能需要，還要付昂貴的知識產權轉讓費。?

目前，在垃圾焚燒發電爐中，國內外爐排片普遍采用是國外進口材料。該材料屬于高鉻鑄鐵。高鉻鑄鐵是指含鉻量大于12％Cr的一類鑄鐵。根據使用條件的不同，高鉻鑄鐵又可分為高鉻耐磨鑄鐵、高鉻耐熱鑄鐵和高鉻耐蝕鑄鐵。然而，單一的耐磨鑄鐵、耐熱鑄鐵或耐蝕鑄鐵均不能滿足垃圾焚燒爐排材料的工況要求，必須通過合金化研究，找到兼備不銹鋼的耐蝕性和高鉻耐磨鑄鐵的耐磨性，又可以進行各種機械加工的新型耐磨耐熱耐蝕材料，滿足垃圾焚燒爐爐排要求。?

發明內容

本發明的目的就在于針對機械爐排式垃圾焚燒發電爐爐排材料長期處于高溫、磨損、腐蝕條件下工作，提供一種能夠在高溫下使用并具有抗氧化、耐磨損、耐腐蝕以及較好強韌性的新型爐排材料。?

本發明實施例是這樣實現的，一種用于垃圾焚燒發電爐排的耐磨耐蝕抗氧化合金，該合金含有碳、鉻、硅、錳、鋁、鈦和鈰鑭元素，其特征在于，合金化學成分的重量百分含量為：碳1.2-2.2、鉻16-26、硅1-2、錳0.8-1.5、鋁1-3、鈦：0.8-1.5、鈰鑭混合稀土：0.01-0.05，其余為鐵和雜質。?

進一步，該合金耐腐蝕性能為：在20℃，10％磷酸溶液中侵蝕24h條件下，腐蝕速率≤0.15mm/a；抗氧化性為：在900℃×100h條件下氧化速率≤1.0g/m²·h，耐磨損性能為：500℃，200N，300r/min，30min端磨試驗條件下，磨損量≤0.05g，力學性能：σ_b≥500MPa，HRC≥40，a_ku≥3J/cm²，爐排有效工作壽命不低于8000小時。?

進一步，該合金采用非真空感應爐法冶煉時，用廢碳鋼、工業鉻鐵、硅鐵、錳鐵、鈦鐵、金屬鋁和鈰鑭混合稀土做原料進行冶煉。?

進一步，渣料采用石灰、螢石、氧化鎂組成(CaO65％、CaF₂25％、MgO10％)，爐內加入碳塊、廢碳鋼、工業鉻鐵，以最大功率熔化，熔化后期，逐漸加入渣料，全熔后用鋁石灰脫氧，合金加入順序為：Mn-Fe→Si-Fe→Ti-Fe→Al，熔化均勻后盡快出爐，Re加入中間鋼包中，采用消失模鑄造方法生產垃圾發電焚燒爐爐排，澆鑄溫度1550℃-1600℃。?

本發明以低碳高鉻成分為基礎，在保證耐磨性的基礎上提高抗氧化性能和耐腐蝕性能，同時又要兼有較好的力學性能。為此，必須控制好基礎合金中的碳含量和鉻含量，碳含量要保證基體的硬度和能夠形成足夠的Cr₇C₃為主的碳化物，鉻含量應控制在既能形成Cr₇C₃，以提高耐磨性能，又要保證基體中能融入不低于13％Cr，以提高抗氧化性和耐蝕性。為了實現上述目標，還必須添加Si、Mn、Al、Ti、Re等能夠促進并提高三種性能(耐磨、耐蝕、抗氧化)的合金元素，構成耐磨、耐蝕、抗氧化合金化體系，在保證耐磨性的同時能顯著提?高抗氧化性和耐腐蝕性，并細化晶粒，改善合金的加工性能。?

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。?

為實現本發明的目的，所采取的技術方案如下：?

一種用于垃圾焚燒發電爐排的耐磨耐蝕抗氧化合金，含有碳、鉻、硅、錳、鋁、鈦和鈰鑭元素，其特征在于：合金化學成分的重量百分含量為：碳1.2-2.2、鉻16-26、硅1-2、錳0.8-1.5、鋁1-3、鈦：0.8-1.5、鈰鑭混合稀土：0.01-0.05，其余為鐵和不可避免的雜質。?